какой может быть вибрация по частотному составу
Какой может быть вибрация по частотному составу
Московский энергетический институт (ТУ)
Кафедра инженерной экологии и охраны труда
Учебно-методический комплекс
Справки по телефону: 362-71-32; e-mail: NovikovSG@mpei.ru доцент Новиков С.Г.
VIII. Производственные вибрации
2. Классификация вибраций
Вибрации, воздействующие на человека, можно классифицировать по ряду признаков:
1. По способу передачи вибрации на человеческий организм:
2. По характеру спектра:
— узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной третьоктавной полосе частот более чем на 15 дБ превышает значения в соседних третьоктавных полосах;
— широкополосные вибрации – с непрерывным спектром шириной более одной октавы.
3. По частотному составу:
— низкочастотные вибрации – с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1 ¸ 4 Гц для общих вибраций, 8 ¸ 16 Гц для локальных вибраций;
— среднечастотные вибрации – с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 8 ¸ 16 Гц для общих вибраций, 31.5 ¸ 63 Гц для локальных вибраций;
— высокочастотные вибрации – с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 31.5 ¸ 63 Гц для общих вибраций, 125 ¸ 1000 Гц для локальных вибраций.
4. По временным характеристикам:
— постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;
— непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 минут при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:
a) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;
b) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1с;
c) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.
Какой может быть вибрация по частотному составу
ГОСТ Р ИСО/ТС 10811-1-2007
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВИБРАЦИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ С УСТАНОВЛЕННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ
Измерения и оценка
Vibration and shock. Vibration in buildings with sensitive equipment.
Part 1. Measurement and evaluation
Дата введения 2008-10-01
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 «Вибрация и удар»
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении С
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы измерений, анализа и представления результатов измерений (анализа) вибрации помещений, в которых установлено оборудование, чувствительное к динамическим воздействиям.
Единообразные методы сбора данных, анализа и представления необходимы для того, чтобы создать основу для сравнения реальной вибрационной обстановки в помещении с предельными значениями, установленными изготовителями оборудования или в нормативных документах.
Настоящий стандарт распространяется на вибрационные воздействия, передаваемые через полы, столы, стены, потолки или системы виброизоляции. Цель проводимых в соответствии с настоящим стандартом измерений заключается в том, чтобы характеризовать воздействие вибрации на оборудование в целом, без учета возможных откликов частей и элементов (механических или электронных) внутри оборудования.
Оборудование, чувствительное к динамическим воздействиям, включает в себя (но не ограничивается) следующее:
a) стационарные компьютеры с периферийными устройствами;
b) стационарное телекоммуникационное оборудование;
c) стационарное лабораторное оборудование (электронные микроскопы, оборудование со сканирующими зондами, биотехническое оборудование, масс-спектрометры и др.);
d) механические высокопрецизионные инструменты (например, используемые при изготовлении изделий микроэлектроники);
e) высокопрецизионные оптические инструменты, фотоповторители;
f) электромеханические системы в центрах управления движением поездов;
g) оборудование систем безопасности (например, пожарной сигнализации) и управления доступом.
Вибрационные воздействия, на которые распространяется настоящий стандарт, могут быть следствием:
— действия внешних источников (например, движения дорожных, рельсовых или воздушных транспортных средств или строительной деятельности, сопровождаемой взрывом скальной породы, забивкой свай, вибрационным уплотнением грунта), в том числе звуковых ударов, акустических волн, ветровых нагрузок;
— непосредственной деятельности человека, связанной с выполнением рабочих заданий (например, движением людей, особенно по фальшполу).
Аспекты измерений и оценки воздействия вибрации и ударов на оборудование в помещениях, рассматриваемые в настоящем стандарте, не включают в себя способность операторов обеспечить управление этим оборудованием в условиях указанного воздействия. Оценка воздействия вибрации на людей рассматривается в стандартах серии ИСО 2631.
Результаты измерений, полученные в соответствии с настоящим стандартом, характеризуют максимальный уровень вибрации. Кумулятивное действие вибрации (например, в целях оценки усталостных повреждений) в настоящем стандарте не рассматривается.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
3 Виды вибрации
Вибрация в помещениях может быть разных видов: синусоидальная (периодическая), случайная или в форме переходного процесса. Типичными примерами источников вибрации каждого вида являются:
a) синусоидальная вибрация: машины вращательного действия;
b) случайная вибрация: дорожное движение (при интенсивном потоке машин);
c) переходные процессы: дорожное движение (при прохождении единичных транспортных средств), забивка свай, удары, взрывы.
Частотный спектр вибрации определяется видом источника, а также динамическими свойствами здания.
Основной целью настоящего стандарта является установление единого метода измерений и анализа, используемого для описания вибрации любого вида.
4 Измерения и анализ
4.1 Общие положения
Чтобы определить режим вибрационного воздействия, которому подвергается оборудование в помещении, необходимо располагать точными и полными результатами измерений.
Вибрацию измеряют в точках, максимально близких к областям контакта оборудования или его основания к полу (стене). Чтобы описать условия воздействия на оборудование крупных размеров, необходимо использовать большое число точек измерений.
Сигнал вибрации измеряют по трем взаимно перпендикулярным осям (предпочтительно в вертикальном и двух горизонтальных направлениях).
Измерения проводят при установленном оборудовании, а если это невозможно, то используют заменяющий его имитатор, имеющий ту же массу и те же динамические характеристики (эффективная масса оборудования может значительно измениться после того как оборудование будет установлено на столе или на фальшполу, поскольку опорные поверхности будут действовать как динамические демпферы, поглощая мощность колебаний на резонансах).
Рекомендуется выполнять измерения как для работающего, так и неработающего оборудования, чтобы разделить действие разных источников вибрации.
4.2 Требования к средствам измерений
Для измерений вибрации могут быть использованы датчики скорости или акселерометры. Поскольку уровень вибрации часто бывает низким, датчики должны иметь большой коэффициент преобразования.
Собственный шум измерительной цепи (включая электрические помехи), определенный как среднеквадратичное значение в диапазоне частот от 2 до 200 Гц, должен быть не более 5% максимального значения измеренной вибрации. Для уменьшения влияния электрических помех рекомендуется использовать средства измерений с автономными источниками питания.
4.3 Анализ вибрации
Алгоритм расчета отклика цифрового фильтра приведен в приложении В.
ВНИМАНИЕ! При подаче на ансамбль фильтров сигнала вибрации их отклик, прежде чем стать стационарным, имеет на начальном участке вид переходного процесса. Поэтому максимальный отклик рекомендуется определять через некоторое время, в течение которого переходный процесс затухнет.
4.4 Сравнение с другими методами анализа
4.4.1 Спектральная плотность мощности
Сопоставим метод анализа вибрации по 4.3 с широко применяемым методом описания случайного сигнала через спектральную плотность мощности. Вибрация внутри помещения может быть описана с помощью спектральной плотности мощности ускорения. Ширина полосы фильтра с откликом, эквивалентным пиковой скорости, для заданных значений резонансной частоты и добротности может быть определена по формуле
. (1)
. (2)
, (3)
где 
;
СН 2.2.4/2.1.8.566-96 Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО
НОРМИРОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНЫЕ САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА, НОРМЫ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ
2.2.4. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
2.1.8. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ
ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ, ВИБРАЦИЯ В
ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
1. Разработаны Научно-исследовательским институтом медицины труда Российской Академии медицинских наук (Суворов Г. А., Прокопенко Л. В., Шкаринов Л. Н., Кравченко О. К.), Московским научно-исследовательским институтом гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана (Карагодина И. Л., Шишкина В. В.).
2. Утверждены и введены в действие Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 31 октября 1996 г. № 40.
3. Введены взамен «Санитарных норм и правил при работе с машинами и оборудованием, создающим локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих» № 3041-84, « Санитарных норм вибрации рабочих мест» № 3044-84, « Санитарных норм допустимых вибраций в жилых домах» № 1304-75.
Закон РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»
Санитарные правила обязательны для соблюдения всеми государственными органами и общественными объединениями, предприятиями и иными хозяйствующими субъектами, организациями и учреждениями, независимо от их подчиненности и форм собственности, должностными лицами и гражданами» (статья 3).
«Санитарным правонарушением признается посягающее на права граждан и интересы общества противоправное, виновное (умышленное или неосторожное) деяние (действие или бездействие), связанное с несоблюдением санитарного законодательства РСФСР, в том числе действующих санитарных правил.
Должностные лица и граждане РСФСР, допустившие санитарное правонарушение, могут быть привлечены к дисциплинарной, административной и уголовной ответственности» (статья 27).
Приложение 1 Направление координатных осей при действии вибрации. 11
Приложение 3 Соотношение между логарифмическими уровнями виброускорения в дБ и его значениями в м/с 2 12
от 31 октября 1996 г. № 40
с момента утверждения
2.2.4. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
2.1.8. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ
ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
Производственная вибрация, вибрация в
помещениях жилых и общественных зданий
The sanitary norms of industrial vibration,
vibration of residential and public buildings
1. Область применения и общие положения
1.1. Настоящие Санитарные нормы устанавливают классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственных вибраций, допустимые значения вибраций в жилых и общественных зданиях.
1.2. Санитарные нормы являются обязательными для всех организаций и юридических лиц на территории Российской Федерации, независимо от форм собственности, подчинения и принадлежности и физических лиц, независимо от гражданства.
1.3. Ссылки на требования санитарных норм должны быть учтены в Государственных стандартах и во всех нормативно-технических документах, регламентирующих конструктивные, технологические, сертификационные и эксплуатационные требования к производственным объектам, жилым, общественным зданиям, технологическому, инженерному, санитарно-техническому оборудованию и машинам, транспортным средствам, бытовым приборам.
1.4. Ответственность за выполнение требований Санитарных норм возлагается в установленном законом порядке на руководителей и должностных лиц предприятий, учреждений и организаций, а также граждан.
1.5. Контроль за выполнением санитарных норм осуществляется органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России в соответствии с Законом РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19.04.91 и с учетом требований действующих санитарных правил и норм.
1.6. Измерение и гигиеническая оценка вибрации, а также профилактические мероприятия должны проводиться в соответствии с руководством 2.2.4/2.1.8-96 «Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды» (в стадии утверждения).
1.7. С утверждением настоящих санитарных норм утрачивают силу «Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих» № 3041-84, « Санитарные нормы вибрации рабочих мест» № 3044-84, « Санитарные нормы допустимых вибраций в жилых домах» № 1304-75.
2. Нормативные ссылки
2.1. Закон РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 19.04.91.
2.2. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» от 19.12.91.
2.3. Закон Российской Федерации «О защите прав потребителей» от 07.02.92.
2.4. Закон Российской Федерации «О сертификации продукции и услуг» от 10.06.93.
2.5. «Положение о порядке разработки, утверждения, издания, введения в действие федеральных, республиканских и местных санитарных правил, а также о порядке действия на территории РСФСР общесоюзных санитарных правил», утвержденное постановлением Совета Министров РСФСР от 01.07.91 № 375.
2.6. Постановление Государственного комитета санэпиднадзора России «Положение о порядке выдачи гигиенических сертификатов на продукцию» от 05.01.93 № 1.
3. Термины и определения
4. Классификация вибраций, воздействующих на человека
4.1. По способу передачи на человека различают:
· общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
· локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
4.2. По источнику возникновения вибраций различают:
· локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием;
· локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей и обрабатываемых деталей;
Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:
а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;
б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;
в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда;
· общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников: городского рельсового транспорта (мелкого залегания и открытые линии метрополитена, трамвай, железнодорожный транспорт) и автотранспорта; промышленных предприятий и передвижных промышленных установок (при эксплуатации гидравлических и механических прессов, строгальных, вырубных и других металлообрабатывающих механизмов, поршневых компрессоров, бетономешалок, дробилок, строительных машин и др.);
· общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и бытовых приборов (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины и т.п.), а также встроенных предприятий торговли (холодильное оборудование), предприятий коммунально-бытового обслуживания, котельных и т.д.
4.3. По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат:
Направления координатных осей приведены в приложении 1.
4.4. По характеру спектра вибрации выделяют:
· узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;
4.5. По частотному составу вибрации выделяют:
4.6. По временным характеристикам вибрации выделяют:
· постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;
· непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:
а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;
б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;
в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.
5. Нормируемые параметры
5.1. Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, должна производиться следующими методами:
· частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;
· интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;
· интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.
5.2. Нормируемый диапазон частот устанавливается:
· для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;
· для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,6; 80,0 Гц.
5.3.1. Логарифмические уровни виброскорости ( Lv ), в дБ, определяют по формуле:
где
Соотношение между логарифмическими уровнями виброскорости в дБ и ее значениями в м/с приведены в приложении 2.
5.3.2. Логарифмические уровни виброускорения ( La ), в дБ, определяют по формуле:
где
Соотношение между логарифмическими уровнями виброускорения в дБ и его значениями в м/с 2 приведены в приложении 3.
5.4. При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости и виброускорения ( U ) или их логарифмические уровни ( LU ), измеряемые с помощью корректирующих фильтров или вычисляемые по формулам:
где
Значения весовых коэффициентов 
(дБ) для локальной вибрации
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
Производственная вибрация
Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характера контакта с источниками вибрации) условно подразделяют на:
местную (локальную), передающуюся на руки работающего, и общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека в положении сидя (ягодицы) или стоя (подошвы ног). Общая вибрация в практике гигиенического нормирования обозначается как вибрация рабочих мест. В производственных условиях нередко имеет место сочетанное действие местной и общей вибрации.
Производственная вибрация по своим физическим характеристикам имеет довольно сложную классификацию.
По временным характеристикам рассматривают вибрацию: постоянную, для которой величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин; непостоянную, для которой величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.
Непостоянная вибрация в свою очередь подразделяется на колеблющуюся во времени, для которой уровень виброскорости непрерывно изменяется во времени; прерывистую, когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с; импульсную, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с при частоте их следования менее 5, 6 Гц.
Производственными источниками локальной вибрации являются ручные механизированные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия с пневматическим или электрическим приводом.
Инструменты ударного действия основаны на принципе вибрации. К ним относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки.
К машинам ударно-вращательного действия относятся пневматические и электрические перфораторы. Применяются в горнодобывающей промышленности, преимущественно при буровзрывном способе добычи.
К ручным механизированным машинам вращательного действия относятся шлифовальные, сверлильные машины, электро- и бензомоторные пилы.
Локальная вибрация также имеет место при точильных, наждачных, шлифовальных, полировальных работах, выполняемых на стационарных станках с ручной подачей изделий; при работе ручными инструментами без двигателей, например, рихтовочные работы.
Основными нормативными правовыми актами, регламентирующими параметры производственных вибраций, являются:
В настоящее время около 40 государственных стандартов регламентируют технические требования к вибрационным машинам и оборудованию, системам виброзащиты, методам измерения и оценки параметров вибрации и другие условия.
Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.
Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается путем технических решений:
уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований);
средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора.
В комплексе мероприятий важная роль отводится разработке и внедрению научно обоснованных режимов труда и отдыха. Например, суммарное время контакта с вибрацией не должно превышать 2/3 продолжительности рабочей смены; рекомендуется устанавливать 2 регламентируемых перерыва для активного отдыха, проведения физиопрофилактических процедур, производственной гимнастики по специальному комплексу.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия локальной и общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуальной защиты: рукавицы или перчатки (ГОСТ 12.4.002-74. «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие требования»); спецобувь (ГОСТ 12.4.024-76. «Обувь специальная виброзащитная»).
На предприятиях с участием санэпиднадзора медицинских учреждений, служб охраны труда должен быть разработан конкретный комплекс медико-биологических профилактических мероприятий с учетом характера воздействующей вибрации и сопутствующих факторов производственной среды.
“Анализ несчастных случаев на производстве. Охрана труда. практикум” 98/2 М.
Евтушенко Н.Г., Кузьмин А.П. “Безопасность жизнедеятельности в условиях чрезвычайных ситуаций” М. 94.
“Безопасность жизнедеятельности” под ред. С.В. Белова, Москва “Высшая школа” 1999.